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第一章 基因-对-基因学说及其应用1

一、寄主-病原互作遗传的基因-对-基因学说1

1 20世纪40年代Flor提出的基因-对-基因假说的研究工作基础2

2基因-对-基因关系的概念及其演变4

3基因-对-基因学说的形成5

二、基因-对-基因学说的应用——四种农作物寄主-病原体系的基因-对-基因关系8

1亚麻品种-亚麻锈病菌小种的基因-对-基因关系8

1.1亚麻品种-亚麻锈病菌小种1-对-1的基因-对-基因关系8

1.2亚麻品种主效抗病基因的确定及遗传关系9

1.3亚麻品种与亚麻锈病菌小种互作的基因分析10

1.4亚麻品种与亚麻锈病菌小种的基因-对-基因关系12

1.5理想的基因-对-基因互作体系14

2马铃薯品种-马铃薯晚疫病菌小种的基因-对-基因关系17

2.1实验研究结果和理论分析17

2.2马铃薯品种与马铃薯晚疫病菌小种互作的抗病基因型和小种（菌系）的分类19

3水稻品种-稻瘟病菌小种的基因-对-基因关系21

3.1稻瘟病菌有性生殖的发现和利用21

3.2水稻品种-稻瘟病菌小种基因-对-基因关系的证实——水稻品种Pi 4号和Katy与稻瘟病菌小种互作的基因-对-基因关系21

4小麦品种-小麦秆锈病菌小种的基因-对-基因关系23

三、寄主-寄生物体系基因-对-基因关系的特征和分析24

1寄主-寄生物的共进化和基因-对-基因关系24

2理想的基因-对-基因体系及其特征26

3理想的基因-对-基因体系分析方法的应用29

4 Person的互作研究与Flor的遗传研究结果的异同33

四、寄主-寄生物互作的植物病理学和遗传学有关术语的基本概念35

1应用于真核生物的致病性和致病的概念35

1.1名词术语准确定义和正确应用的重要性35

1.2致病性和致病36

1.3攻击性37

1.4适合度37

1.5毒素37

2表示寄生物致病和非致病的形容词及反义词38

3本书出现的常用术语的解释38

五、作物与病原之间互作的基因-对-基因特异性43

1寄主-寄生物互作特异性的一般概念43

2基本的亲和性44

3基因型的特异性44

4抗病性的特异性47

4.1非寄主抗病性的特异性47

4.2寄主抗病性的特异性48

5小种的特异性49

6基因-对-基因关系特异性的学术观点分歧51

第二章 作物品种的抗病性和病原的致病性遗传54

一、寄主品种抗病性遗传和病原寄生物致病性遗传研究的理论基础和基本概念54

1经典遗传学的基本规律54

1.1孟德尔的遗传规律——分离和自由组合规律54

1.2摩尔根的基因连锁交换和重组规律57

1.2.1基因的连锁57

1.2.2基因交换和重组57

1.3遗传规律的细胞学证据57

1.3.1细胞分裂与染色体57

1.3.2减数分裂58

1.3.3基因与染色体58

2寄主抗病性和病原物致病性的遗传基础59

2.1抗病性的遗传基础59

2.2致病性的遗传基础59

3寄主抗病性的分类和病原致病性的变异59

3.1寄主抗病性的分类59

3.2病原致病性的变异61

3.3病原致病性变异的机理63

二、寄主-寄生物互作的遗传和基因分析方法65

1寄主-寄生物互作的遗传65

2寄主抗病基因分析的方法68

2.1单基因控制的抗病性遗传和基因分析68

2.2二基因控制的抗病性遗传和基因分析69

2.3三基因控制的抗病性遗传和基因分析——累积分布曲线法72

3作物品种抗病基因的连锁、等位性、复等位性、非等位性和上位性关系及其互作74

3.1抗病基因的连锁及连锁分析方法75

3.2等位基因之间和复等位基因之间的互作和显隐性转换78

3.3非等位基因之间的互作78

3.4抑制基因对非致病基因的抑制作用80

4利用染色体变异的基因分析81

4.1染色体组81

4.2多倍性81

4.3非整倍性81

5寄生物杂交和致病性基因分析82

5.1寄生物杂交方法82

5.2病原物致病性基因分析85

三、四种农作物品种抗病性及寄生物致病性的遗传研究89

1亚麻品种的抗病性和亚麻锈病菌的致病性遗传89

1.1亚麻品种的抗病性遗传和抗病基因分析89

1.2已知的亚麻品种的抗病基因93

1.3亚麻锈病菌致病性遗传的基因分析97

2马铃薯品种晚疫病的抗病性和晚疫病菌的致病性遗传100

2.1寄主品种（品系）对病原小种的反应100

2.2寄主品种免疫性的接种鉴定101

2.3免疫性的遗传和免疫基因分析101

2.4具有已知抗病基因的无性系（或品种）杂交的遗传分析107

2.5马铃薯晚疫病菌的致病性遗传114

2.5.1利用同工酶标记研究致病性遗传114

2.5.2致病性位点的显、隐性和杂交亲本菌株的致病性基因型的推断120

3水稻品种的抗病性遗传和抗病基因分析123

3.1日本水稻品种的抗病基因分析123

3.2其他国家水稻品种的抗病基因分析127

3.3日本稻新抗病基因的发现128

3.4稻瘟病菌的致病性遗传128

4小麦品种的秆锈病抗病性和小麦秆锈病菌的致病性遗传133

4.1小麦品种及抗病基因的来源134

4.2几个重要小麦品种的来源及秆锈病抗病基因136

4.3小麦染色体2B、 4B和6B上的秆锈病抗病基因及其相互关系137

4.4小麦秆锈病菌的致病性遗传142

第三章 病原的生理小种和作物抗病育种144

一、生理小种鉴别体系的建立和生理小种研究144

1亚麻锈病菌小种和小种鉴别体系145

1.1鉴别寄主的筛选146

1.2亚麻寄主品种反应型和亚麻锈病菌侵染型146

1.3亚麻锈病菌小种的鉴定147

1.4亚麻品种3个纯选系对14个锈病菌小种的反应148

1.5新小种的发现和新鉴别体系的确立149

1.6鉴别品种的培育151

2马铃薯晚疫病菌小种和小种鉴别体系152

2.1剑桥鉴别品种和苏格兰鉴别品种152

2.2晚疫病菌株的采集153

2.3小种和抗病基因的国际命名法157

2.4联合研究结果和国际小种的确立157

2.4.1苏格兰的实验结果157

2.4.2荷兰的实验结果158

2.4.3美国的实验结果158

2.4.4小种的比较和抗病基因的统一命名159

3稻瘟病菌小种和小种鉴别体系161

3.1稻瘟病叶瘟病斑型的划分和小种鉴定161

3.2各国水稻鉴别品种和稻瘟病菌小种163

3.3鉴别品种存在的问题及其改进165

3.4近等基因系鉴别体系及普感品种丽江新团黑谷165

3.5稻瘟病菌小种的命名166

3.6鉴别品种和鉴别菌系的鉴别能力167

3.7稻瘟病菌小种研究的展望169

3.7.1单基因鉴别体系的进一步完善169

3.7.2常规的小种鉴定和辅助的分子生物学方法169

4小麦秆锈病菌小种及小种鉴别体系172

4.1禾柄锈病菌变种小种和生物型的发生和鉴定172

4.2小麦秆锈病菌小种研究177

4.2.1杂交产生新的小种177

4.2.2小麦秆锈病菌与剪股颖秆锈病菌性孢子器蜜腺的混合177

4.2.3大麦秆锈病菌与小麦秆锈病菌的杂交178

4.2.4小种致病性的差异178

4.3 20世纪80年代小麦秆锈病菌鉴别体系179

4.3.1国际的小种鉴别体系179

4.3.2澳大利亚-新西兰的小种鉴别体系180

4.3.3加拿大的小种鉴别体系181

4.3.4美国的小种鉴别体系182

4.3.5小麦秆锈病菌（Pgt）国际鉴别体系182

4.4小种命名法国际体系186

4.5典型培养菌的应用和保存187

5小麦抗秆锈病的近等基因系187

5.1近等基因系的创制和命名187

5.2近等基因系的特征描述188

二、生理小种分化的学术纷争189

1欧世璜的观点189

1.1稻瘟病菌致病性的变异190

1.2水稻品种的反应190

1.3水稻品种抗病性分类191

1.4水稻抗稻瘟病育种192

2关于欧世璜等与日本学者观点分歧的评述192

2.1稻瘟病菌的致病性变异192

2.2水稻品种对稻瘟病菌的反应193

2.3水稻品种抗病性的遗传和抗病育种194

三、作物抗病育种的理论研究194

1抗病育种的基本问题和目标195

2植物流行病学和抗病育种195

2.1真抗病性和田间抗病性的流行病学性质195

2.2微效抗病基因的抗病性研究196

3抗病基因源及利用价值评定197

4抗病性的持久性198

四、抗病育种的实践200

1抗病性选择的方法和技术200

1.1实验室内的抗病性鉴定和选择200

1.2温室内的抗病性鉴定和选择202

1.3田间的抗病性鉴定和选择202

2 4种农作物抗病育种概述203

2.1亚麻的锈病抗病育种203

2.2马铃薯的晚疫病抗病育种205

2.3小麦的秆锈病抗病育种208

2.4水稻的稻瘟病抗病育种210

2.4.1抗源的鉴定和筛选210

2.4.2常规的抗病育种211

2.4.3多系品种的抗病育种213

2.4.4水稻花培抗病育种214

3中花8号和中花9号抗病性的丧失和抗病育种新对策218

第四章 基因-对-基因学说和分子遗传学221

一、植物病理学和分子遗传学221

1分子生物学对植物病理学的影响221

2分子生物学的基本原理和基本技术221

2.1基本原理221

2.2基本技术223

3 DNA克隆载体224

3.1原核生物的克隆载体224

3.2植物病毒的克隆载体225

3.3真核生物的克隆载体225

二、真菌对植物致病性的病理和分子机理226

1真菌附着于植物体表面227

2侵染结构的形成和萌发228

3穿入寄主228

4在寄主组织内定居和互作231

4.1真菌毒素与致病231

4.2诱导的植物防卫分子的降解232

4.3植物固有的防卫分子的降解233

三、基因-对-基因体系的植物抗病基因和病原非致病基因的鉴定克隆和验证234

1亚麻品种抗病基因的克隆和转化234

1.1亚麻品种L-位点等位基因的特异性234

1.2亚麻品种L-位点等位基因的克隆234

1.3 L-位点等位基因克隆的转化和特异性235

1.4 L-位点等位基因的序列变异238

1.5 L-位点等位基因之间结构上的差异239

1.6 L-位点等位基因产物的氨基酸序列比较239

1.7 L-位点等位基因的进化240

1.8 L-位点等位基因之间体外序列交换的分析242

2稻瘟病菌非致病基因的鉴定克隆和转化244

2.1稻瘟病菌非致病基因的鉴定244

2.2稻瘟病菌非致病基因的克隆和转化245

2.3基因破坏实验246

2.4中度重复DNA序列246

2.5遗传作图248

2.6寄主特异性的遗传学和细胞学248

2.7致病性基因和致病249

2.8已克隆的稻瘟病菌非致病基因251

2.8.1寄主种特异的非致病基因avr Pwl2251

2.8.2 Pwl多基因家系252

2.8.3寄主品种特异的非致病基因avr2-YAMO252

四、基因-对-基因体系的植物抗病基因和病原非致病基因的结构和功能253

1植物抗病基因的结构和功能253

1.1植物抗病基因的结构253

1.2抗病基因产物的结构域256

1.2.1丝氨酸一苏氨酸激酶256

1.2.2富含亮氨酸重复序列256

1.2.3核苷酸结合部位256

1.2.4亮氨酸拉链257

1.2.5 Toll/白介素-1受体相似性257

1.2.6相似性的小区域257

1.2.7非NBS的、预测的细胞外LRR蛋白258

1.2.8跨膜受体激酶258

1.2.9与其他植物蛋白的相似性258

1.3从抗病基因到抗病性表达的途径259

1.4植物抗病基因的功能260

1.4.1抗病基因的复制、突变和重排260

1.4.2抗病基因对非致病（avr）基因信号的识别261

1.5植物抗病基因的功能模式262

1.6抗病基因的信号传递途径264

1.6.1过敏反应的抗病性和信号传递模式265

1.6.2过敏反应与激发子266

1.6.3防卫基因的激活和防卫反应268

1.6.4非过敏反应的抗病性269

2病原非致病基因的功能和激发子270

2.1病原的非致病基因270

2.2已克隆和描述的病原主要非致病基因272

2.2.1真菌的非致病基因272

2.2.2细菌的非致病基因273

2.2.3细菌性病害的寄主-病原的基因-对-基因关系284

2.3真菌的致病与蛋白285

附录 本书病害名称英汉对照和病原名称拉汉对照287

参考文献292